浅议新能源客车车身结构设计与强度研究

摘 要：现今，伴随城市空气污染的日益严峻，以及原油价格的日益攀升，新能源客车正逐步成为汽车领域发展的热点。人们的注意力越来越多的集中于环境保护方面，因此，人们对于新能源客车的要求也是越来越高。各国研究所都致力于新能源客车的设计研发中，其中以新能源客车车身结构设计为主要研发内容，基于此，本文将对新能源客车车身结构设计与强度进行分析研究，以此为新能源客车车身结构设计提供可行性参考方案。

关键词：新能源客车；车身；结构设计；强度

目前，可持续发展成为当今世界各国的主流发展方向，绿色、环保、可再生等催生了新能源汽车的出现和发展。而对于新能源汽车的采用，大致以纯电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池汽车三种为采用的主要类型。无论采取哪一种技术类型，车身都是要考虑的主要问题。客车的车身骨架是其主要承载结构，车身的重量约占总车重的35%左右，改良车身结构不仅有利于节能减排，对汽车本身的性能也有一定的改善作用。

1 客車车身结构分类

客车的车身由于其本身载客量大、空间范围大等特点，同时还要确保在大空间内确保集合尺寸的形位准确度，因此是完全不同于小型汽车或者其他车型的，按照客车车身的承载形式一般分为三类。

①非承载式车身：这一类客车一般质心较高，虽具有底盘车架，但车身通常以一种悬架构建支撑在车架上，同时用减震器、推力杆等作为联接装置进行固定，坚韧性不高。

②半承载式车身：半承载式车身具有独立完整的底盘车架，且车架和车身刚性相连，更为坚固，是我国目前大多数客车企业所采取的传统结构。

③全承载式车身：与其他两类不同，其承载负荷完全依靠车身，具有十分完整的框架结构。这一类客车的先进之处在于去除了底盘大梁，自重大大减小，油耗相对降低。并且车身与底架结构采取的是焊接方式，减少相对运动从而大大减少车内噪音。

2 客车空间布局方式

同传统汽车相比，新能源汽车在空间布局方面产生了较大差异。以上述三种主要类型为例：纯电动汽车不再用内燃机而改用电动机，电动机的体积要大于内燃机，需要的空间也就更大；混合动力汽车既需要内燃机也需要电动机，所占空间更不用说；燃料电池汽车在需要电动机的基础上，还需要安装储氢罐和燃料电池组，其安全性也亟待保障。

对于大型客车来说，其主要采用的是桁架焊接的车身制作模式，车身本身就具备相当大的空间，因此对于新能源汽车必备的电动机等设备都能比较轻易的设置，稍加改进即可。客车车身的特点是造型方正、结构规整、空间充裕，不仅可以放置相对较多的电池组，确保新能源客车有足够的续航能力，而且对设备的紧凑度和集成度要求不高，一定程度上增强了新能源客车的安全系数。

3 车身轻量化及结构强化

新能源汽车一般多为电力发动，需要靠电池能源的支撑，汽车材料也逐步向轻量化和环保化方向发展，减轻汽车自重是提高汽车的燃油经济性、节约能耗的重要措施之一，下面笔者从结构设计、材料选择两个方面分析论述。

3.1 结构设计：主要是对新能源汽车零件的优化

3.1.1 零件的结构优化

可以通过降低合成材料的厚度来压缩材料的体积空间，还可以通过对关键部位的支撑材料的支撑方式进行改变来减少材料的使用，在其他非必须的区域还可以加减重孔等。

3.1.2 临街的断面优化

想要进一步在减少材料的前提下，提高汽车车身的刚性强度，就需要对零件的断面进行优化，此时应该调节断面面积与断面惯性之间的平衡，从而达到以最小的断面面积，实现最高的车身强度效果的目的。

3.2 材料选择

3.2.1 高强度钢

尽管目前轻金属材料、复合材料等新科技材料在汽车车身骨架中已经被广泛运用，但因为高强度钢制作成本低、制作材料简单易得、性能稳定的特点，所以它仍然是汽车车身骨架构造中的主要材料。目前屈服强度很高的高强度钢，已经越来越多地应用在车身骨架的制作中，在一般的车辆中，车身骨架冲压件中高强度钢的应用比例为50%左右，在其他构建方面也都用到了各种不同屈服强度的高强度钢。

3.2.2 轻合金材料

轻合金材料具有质量轻、强度高、耐磨性能好、加工性能强等特点，而且轻合金材料可以回收再利用，避免了资源的浪费，实现了科学材料良性发展，符合绿色环保的时代主题。在汽车车身骨架制作方面，为了车身骨架结构设计的需要，可以采用激光束压合成型技术，将不同的轻合金材料复合成型，不仅增强了强度，而且也实现了轻量化的要求。轻合金材料最大的优点是质量轻，与传统的钢铁材料相比，质量可减轻30%左右，从另一方面来讲提升了汽车的性能。另外，我国的轻金属材料储存量丰富，可以满足我国汽车大批量生产的需求，因此应该在汽车车身骨架制造业中大力的发展使用轻金属材料，降低对于钢铁矿石材料的依赖。

4 结语

新能源汽车的出现对于世界各国的交通运输行业都是一个不朽的进步，而其精髓就是节能减排。新能源客车作为其中的重要组成部分，且在生活中应用十分广泛，更应该给予足够的重视。针对其车身构造和空间布局方式进行分析，进而对新能源客车轻量化提出更多的建设性意见，不仅有利于新能源客车不断优化改进，而且对于提高新能源客车行业整体信誉、推动其广泛普及有重大意义。希望新能源客车能够为越来越多的国家和人民所接受，为节能减排做出更大的贡献。

参考文献：

[1]李敏，朱恒伟.新能源客车车身结构设计及强度分析[J]. 河北农机，2016（12）：64-65.

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